相控阵按阵列形式通常可分为线形、矩阵形、环形和扇形。相控阵探头有多种不同的阵列排布形式,其类型按阵元排列方式可分为:一维线阵、二维矩阵、环形阵、扇形阵、凹面阵、凸面阵、双线型阵等。不同的阵列排布方式将会产生不同的声场特性,使相控阵能应用于不同工况下的检测。一维线阵是目前相控阵探头中应用多的一种形式,其特点是能在相控阵的轴平面实现声束偏转和轴向聚焦。与一维线阵相比,环形阵的优势是能在声束剖面实现二维聚焦(一维线阵只能实现一个方向上的声束聚焦),声束剖面呈圆形,能获得较大的能量集中,并且不要求大数目的阵列。线阵探头是一维的相控阵探头。杭州集成楔块相控阵探头
在超声相控阵成像检测中,要获得分辨率高的声聚焦和清晰的图像,声场的好坏是关键,而声场主要取决于相控阵探头的设计,因此相控阵探头在超声相控阵成像检测中是至关重要的.目前实际检测时,探头多为均匀线阵。均匀线阵的主要参数包括:探头频率、探头阵元数、阵元间距和阵元大小。在分析相控阵探头阵元数之前需要分清探头阵元数、系统通道数和实际检测通道数之间区别。相控阵探头阵元数是指探头可以使用的较大阵元数.而系统独通道数则是系统在检测时可以实际使用的较大通道数。一般探头阵元数小于系统通道数,系统通道数又大于实际检测通道数。杭州集成楔块相控阵探头相控阵探头的声波散射情况会对其它散射体的比率发生变化。
相控阵探头的发展:超声相控阵技术初期主要应用于医疗领域,医学超声成像中用相控阵换能器快速移动声束对被检部位成像;大功率超声利用其可控聚焦特性局部升温热疗治病,使目标组织升温并减少非目标组织的功率吸收。较初,系统的复杂性、固体中波动传播的复杂性及成本费用高等原因使其在工业无损检测中的应用受限。然而随着电子技术和计算机技术的快速发展,超声相控阵技术逐渐应用于工业无损检测,特别是在核工业及航空工业等领域。如核电站主泵隔热板的检测;核废料罐电子束环焊缝的全自动检测及薄铝板摩擦焊缝热疲劳裂纹的检测。由于数字电子和DSP技术的发展,使得精确延时越来越方便,因此近几年,超声相控阵技术发展的尤为迅速。
相控阵探头检验条件:.1、超声仪器,主要技术要求为:增益调节量超过100dB,低频起始位置小于或等于1KHz,频带宽度超过30MHz。2、示波器,主要技术要求为:频带宽度大于100MHz,通道数大于或等于2个。3、频谱分析仪,频带宽度大于100MHz的频谱分析仪,或能够进行离散型傅里叶变换的示波器。4、阻抗分析仪,较小带宽60MHz的阻抗分析仪或阻抗/增益相位分析仪。5、函数发生器主要技术要求为:a)调制输出幅度:0Vpp~20Vpp;b)高频信号频率范围:0.1MHz~30MHz;c)调制脉冲起始范围:20ns~2000s;d)调制脉冲起始范围:8ns~1999s。延迟块探头与延迟块一起使用。
无损检测用超声相控阵探头阵列主要有线形、面状和环形。其设计基于惠更斯原理。阵列是相控阵探头晶片的组合,在确定不连续性的大小、形状和方向上,它比单个或多个探头系统具有更强的能力。环形相控阵探头不能进行转角控制。例如:一个频率为10MHz的环形相控阵探头,由16个环组成,晶片由压电复合材料制成,较大直径<32mm。可将环形相控阵探头想象成一个圆形的单晶探头,将其切成同轴环形,每片都构成一个单独的探头,这些环上的发射和接收时间用电子系统控制。通过控制各环的时间延迟,产生在不同深度的动态聚焦,可控制整个波阵面的形状和焦点。焦点总是在相控阵探头的轴线上,能相当明显地增加声束向中心轴线的聚焦能力。相控阵探头的声波散射程度会随频率的更加而增强。杭州集成楔块相控阵探头
根据相控阵探头的功能可将探头划分为接触式、延迟线式、角度声束、或水浸式等类型。杭州集成楔块相控阵探头
超声相控阵探头用法:超声相控阵探头对准,超声波束的方向可以通过改变传输的时间来调节。电子聚焦功能用于改变超声波束,从而能够检测复杂的缺陷和缺陷几何图形的并成像。相控阵探头操作简单,只需极少耦合剂,就可提供优良的耦合效果,并获得极强的信号。可用于复合材料粘接率的检测、钢板快速检测等。相控阵探头在检测复杂几何形状和其他常规超声和X射线方法无法检测的结构中非常有用。检测和测量精度提高,能够在特定测试件的特定位置实现多种聚焦。杭州集成楔块相控阵探头